王一佩, 薛 雨, 楊鈣仁, 蘇曉琳, 武鵬帥, 溫志良, 鄧羽松

(1.廣西大學(xué) 林學(xué)院, 南寧 530004; 2.廣西大學(xué) 生態(tài)工程研究所, 南寧 530004)

桉樹(shù)(EucalyptusrobustaSmith)因其生長(zhǎng)速度快、輪伐周期短等特點(diǎn)而得到快速發(fā)展，全球種植面積超過(guò)2 000萬(wàn)hm2[1]，在中國(guó)，種植面積已達(dá)450萬(wàn)hm2，輪伐周期一般為5～7 a[2]。廣西的桉樹(shù)人工林面積為205萬(wàn)hm2，占全國(guó)總量的45%以上。桉樹(shù)的快速生長(zhǎng)主要基于對(duì)其頻繁撫育(如除草、追肥等)和肥料的大量投入，為高效進(jìn)行上述撫育工作以及木材采運(yùn)，需要有一定密度的林道。在過(guò)去，我國(guó)林道建設(shè)嚴(yán)重滯后，林區(qū)路網(wǎng)平均密度不足1.5 m/hm2[3]，比西方國(guó)家尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家如德國(guó)(集材道密度為57.2 m/hm2)的低許多[3]，嚴(yán)重影響我國(guó)人工林的經(jīng)營(yíng)效率。

近十多年來(lái)，隨著我國(guó)人工林尤其是短周期人工林經(jīng)營(yíng)水平的提高，林道建設(shè)得到了快速發(fā)展。林道的修建一方面有利于林業(yè)經(jīng)營(yíng)效率的提高，另一方面，大面積的邊坡挖填方、棄方和路面等工程創(chuàng)面,徹底改變了土層結(jié)構(gòu)和土壤理化性質(zhì)，形成新的面蝕和溝蝕[4]。采伐作業(yè)也加劇了水土流失，重型機(jī)械作業(yè)和伐倒的木材收集等，嚴(yán)重破壞林下植被和表土結(jié)構(gòu)[5]，使得采伐后土壤流失量大幅度增加。此外，采伐后的再造林或萌芽林的撫育(如煉山、挖坑植苗、松土培肥、除草等)活動(dòng)，也會(huì)加劇土壤侵蝕[6]。以往有關(guān)桉樹(shù)人工林土壤侵蝕的研究主要集中在以下幾個(gè)方面，一是桉樹(shù)取代鄉(xiāng)土次生林對(duì)土壤侵蝕的影響，相關(guān)研究表明，更替后土壤理化性質(zhì)發(fā)生顯著變化，土壤侵蝕加劇[7]；二是桉樹(shù)采伐對(duì)土壤侵蝕的影響，研究表明，采伐后產(chǎn)流量增加，同時(shí)，地被物遭到破壞，土壤侵蝕加劇[8]；三是煉山的影響，煉山改變土壤質(zhì)地，可能減少土壤有機(jī)質(zhì)含量、改變土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性和斥水性[9]，同時(shí)產(chǎn)流量會(huì)增加[10]，從而加劇土壤侵蝕[11]；四是不同的采伐剩余物處置方式對(duì)土壤侵蝕的影響，清理剩余物加劇土壤侵蝕[12]。以往研究中，有關(guān)桉樹(shù)人工林的研究主要聚焦某一或某些因子(因素)對(duì)土壤侵蝕總量的影響，同時(shí)，涉及林道因素的研究少有報(bào)道，研究的尺度跨度較大，從集水區(qū)[13]到徑流小區(qū)(100 m2左右)[12,14]，而有關(guān)各策源地對(duì)集水區(qū)土壤侵蝕總量的貢獻(xiàn)未見(jiàn)有報(bào)道。林道修建和采伐作業(yè)本質(zhì)上導(dǎo)致植被覆蓋度降低，表土裸露，降雨過(guò)程加劇了土壤侵蝕，但針對(duì)集水區(qū)尺度的研究方法也較為稀缺。本研究的主要目的，一是了解經(jīng)營(yíng)活動(dòng)頻繁的桉樹(shù)人工林的林道特征及其土壤侵蝕狀況，二是通過(guò)監(jiān)測(cè)河流流量和泥沙輸移特征從而揭示桉樹(shù)采伐后引起的水文變化規(guī)律，三是弄清桉樹(shù)采伐后土壤侵蝕主要來(lái)源及其變化規(guī)律，以便為今后的桉樹(shù)人工林水土保持提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 樣地概況

研究樣地位于廣西國(guó)有高峰林場(chǎng)界牌分場(chǎng)內(nèi)，研究區(qū)的氣候、地形地貌等信息見(jiàn)文獻(xiàn)[15]。樣地為面積為28.1 hm2的閉合集水區(qū)，海拔172～265 m，坡度為10°～30°(溝谷除外)，平均坡度24°。集水區(qū)內(nèi)有集水線8條，小河1條。土壤類型為發(fā)育較好的赤紅壤，土層厚度50～100 cm，山脊地帶有小石塊(砂頁(yè)巖)?，F(xiàn)為桉樹(shù)人工純林，桉樹(shù)造林前茬為馬尾松(PinusmassonianaLamb.)—杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.)混交林，采伐跡地經(jīng)過(guò)煉山清理后，采用穴墾整地方式造林。2008年4月造林，桉樹(shù)品種為“廣林9號(hào)”無(wú)性系組培苗，苗高15～20 cm。造林規(guī)格為2 m×3 m，造林密度為1 650株/hm2。造林前，修建有一寬度約3 m的簡(jiǎn)易林道，造林后第二年林道棄養(yǎng)，棄養(yǎng)后林道開(kāi)始沖蝕、崩塌，路基變窄，部分路段中斷。2014年5月1—3日，為運(yùn)輸木材，對(duì)林道進(jìn)行了擴(kuò)建和清道。2014年5月2—7日，對(duì)集水區(qū)內(nèi)的桉樹(shù)進(jìn)行皆伐。

集水區(qū)內(nèi)建有自動(dòng)流量和氣象觀測(cè)站，可觀測(cè)河流徑流量、降雨量、空氣溫濕度、風(fēng)速等。

1.2 調(diào)查與測(cè)試方法

為了保證試驗(yàn)監(jiān)測(cè)的時(shí)間便于進(jìn)行比較，林道修建進(jìn)行采伐作業(yè)時(shí)，于2014年5月6—9日進(jìn)行(1)、(2)項(xiàng)測(cè)量，林道修建以及采伐作業(yè)之后時(shí)隔1年，于2015年5—8日進(jìn)行(3)—(5)項(xiàng)的測(cè)量。

(1) 林道、滑木道和河道長(zhǎng)度測(cè)量。采用高精度GPS面積測(cè)定儀(KEPLER (Australia)Power Technology Pty. Ltd)長(zhǎng)度測(cè)量功能(精度1.0 m)測(cè)量林道和河道長(zhǎng)度，測(cè)量時(shí)手持面積測(cè)定儀沿林道、滑木道或河道勻速行走，面積測(cè)定儀自動(dòng)記錄軌跡并計(jì)算路徑長(zhǎng)度。采用皮尺測(cè)量滑木道長(zhǎng)度及其集水面寬度(測(cè)量上、中、下3部位)，并測(cè)量坡度。

(2) 林道土方開(kāi)挖量測(cè)量。在林道上每隔80～100 m設(shè)一個(gè)測(cè)量斷面(近似直角三角形)，用卷尺測(cè)量林道路塹邊坡高度和寬度。測(cè)量精度為0.001 m，共測(cè)量斷面48個(gè)。

(3) 林道邊坡崩塌、溜坡量測(cè)量。用卷尺測(cè)量路塹和路堤邊坡坍塌的土堆體積，典型土堆為不完整的圓錐體或三角錐體，測(cè)量其高度、半徑、弦長(zhǎng)、弧到弦距離等，上述數(shù)據(jù)用于計(jì)算崩塌土堆體積。同時(shí)在崩塌處附近，用環(huán)刀(100 cm3)取樣(每個(gè)測(cè)量點(diǎn)2個(gè)樣)，測(cè)定土壤容重。

(4) 林道路面侵蝕溝侵蝕量測(cè)量。對(duì)林道上的侵蝕溝，每隔60～100 m設(shè)一個(gè)測(cè)量斷面(半圓形)，用卷尺對(duì)侵蝕溝的深度、溝面寬度等進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量精度為0.001 m，共測(cè)量斷面52個(gè)。同時(shí)在侵蝕溝附近沒(méi)有明顯被車輛碾壓的路面用環(huán)刀(100 cm3)取樣，共采集104個(gè)環(huán)刀樣，測(cè)定土壤容重。

(5) 河床泥沙淤積量。因采伐前桉樹(shù)林地的土壤侵蝕較輕，淤積至河床的泥沙量少，淤積的泥沙主要來(lái)自林地表層的熟土，其顆粒細(xì)、顏色為灰色，而采伐作業(yè)后，侵蝕至河床的泥沙主要來(lái)自新形成的侵蝕面(如林道開(kāi)挖、木材集運(yùn)等形成的新創(chuàng)面)，顏色較鮮艷(紅棕色)，因此可通過(guò)顏色的不同判斷采伐作業(yè)后1年來(lái)淤積在河床上的泥沙分布。于2015年5月7—8日(采伐作業(yè)后368 d)對(duì)集水區(qū)內(nèi)河道河床上新淤積的泥沙量進(jìn)行測(cè)量。在河床上，每隔25～30 m設(shè)置1個(gè)測(cè)量斷面(矩形、扇形或梯形)，測(cè)量河新泥沙層寬度(上下底寬)和厚度，并用環(huán)刀(100 cm3)取樣3個(gè)，帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定其容重和水分含量，計(jì)算淤積量。

(6) 典型暴雨過(guò)程徑流泥沙含量。為保證雨強(qiáng)相近監(jiān)測(cè)降雨過(guò)程中徑流泥沙的含量，分別選擇2013年8月23日(采伐前254 d)和2014年7月15日(采伐后58 d)的2個(gè)雨天(降雨量分別為40.1，41.2 mm，降雨歷時(shí)分別為2.3，2.5 h)，在集水區(qū)內(nèi)各種徑流斷面，設(shè)置徑流泥沙含量采樣點(diǎn)，其中滑木道選擇6條(分別設(shè)置上、中和下坡采樣點(diǎn)各1個(gè))；從山腳至山頂，將林道平均劃分為下、中和上段，在各段的侵蝕溝設(shè)置采樣點(diǎn)各3個(gè)；坡面徑流的采樣方法見(jiàn)文獻(xiàn)[15—16]。在降雨開(kāi)始1 h后，每隔15 min采集1次水樣(采樣量1 000 ml)，每個(gè)采樣點(diǎn)共采集水樣4次。水樣泥沙含量采用烘干法分析[17]。

(7) 徑流量與輸沙量觀測(cè)。于2013年5月6日(采伐前366 d)—2015年5月5日(采伐后365 d)，進(jìn)行集水區(qū)河流徑流量和泥沙含量觀測(cè)。

徑流量觀測(cè)：在集水區(qū)出水口處建有巴歇爾槽流量自動(dòng)觀測(cè)設(shè)施，在量水堰壩前，建有一長(zhǎng)寬深約為4.0 m×2.0 m×1.5 m的沉砂池，沉淀推移質(zhì)泥沙，定期測(cè)量(測(cè)定方法和項(xiàng)目與河床淤積泥沙的相同)和清理池內(nèi)泥沙。流量觀測(cè)時(shí)間間隔為5 min。

泥沙含量監(jiān)測(cè)：于典型的暴雨、中大雨的降雨過(guò)程和基流期，分別在產(chǎn)流過(guò)程的前段、洪峰段和后段，利用泥沙采樣器在出水口處采集河流水樣，采用定性濾紙過(guò)濾、烘干稱重法分析其泥沙含量。重復(fù)4次。

1.3 計(jì)算與統(tǒng)計(jì)方法

各種斷面面積(三角形、梯形、扇形、矩形等)、幾何體體積參考相關(guān)數(shù)學(xué)公式計(jì)算；

(1)

式中：VR為土方開(kāi)挖量(m3)；Si為第i斷面面積(m2)。

(2)

式中：Vr為林道崩塌土方總量(m3)；Vi為第i監(jiān)測(cè)點(diǎn)崩塌土方量(m3)。

(3)

式中：VRe為林道侵蝕溝侵蝕總量(m3)；Sei為第i監(jiān)測(cè)點(diǎn)侵蝕溝斷面面積(m2)。

(4)

式中：MR為河床泥沙淤積總量(kg)；Sri為第i監(jiān)測(cè)點(diǎn)河道泥沙斷面面積(m2)；Lri為適用第i監(jiān)測(cè)點(diǎn)的河道長(zhǎng)度(m)；Cbi為第i監(jiān)測(cè)點(diǎn)泥沙容重(kg/m3)。

(5)

式中：MS為通過(guò)徑流輸出的泥沙總量(kg)；Vfi為適用第i次監(jiān)測(cè)的徑流量(m3)；Csi為第i次水樣泥沙含量(kg/m3)。

ER=Mc+Vr1+MR1+MS

(6)

式中：ER為侵蝕總量(t)；Mc為沉砂池泥沙量(t)；Vr1為林道崩塌量(t)；MR1為河床泥沙淤積量(t)；MS為通過(guò)徑流輸出的泥沙總量(t)。

用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用SPSS 20.0進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各種界面基本特征和土壤侵蝕量

集水區(qū)內(nèi)林道總長(zhǎng)為4 243 m，林道密度為15.1 km/km2(表1)，修建時(shí)開(kāi)挖土石方總量為17 369 m3，挖掘強(qiáng)度為61 811 m3/km2(4 082 m3/km林道)。在林道進(jìn)行擴(kuò)建和清道作業(yè)后367 d時(shí)間里，林道邊坡(包括路塹和路堤邊坡)崩塌土石方量為177.8 m3(按土壤容重平均值1.85 g/cm3計(jì)算，重量為329 t/km2)，占道路修建和清道時(shí)開(kāi)挖土方總量的0.29%，坍塌主要發(fā)生在邊坡陡峭、基巖不穩(wěn)、路堤邊坡較厚、有較大徑流沖刷等路段。清道后的路面最大寬度為4.90 m，最窄2.81 m，平均寬度為3.26 m，92%的路段不設(shè)排水溝；采伐后367 d，林道侵蝕溝長(zhǎng)度為3 108 m，占道路總長(zhǎng)度的73%，侵蝕溝侵蝕量為338 m3/km2(按土壤容重平均值1.35 g/cm3計(jì)算，重量約為457 t/km2)。

桉樹(shù)集材作業(yè)形成的滑木道總長(zhǎng)度為3 136 m(表1)，滑木道密度為11.2 km/km2，與所在山坡的坡向線平行，呈直線狀，平均坡度為29.6°，比集水區(qū)山體平均坡度大23.3%，平均寬度為1.9 m，面積占比為2.1%；滑木道集雨面平均寬度為15.7 m，其面積占總面積的17.5%。采伐前后兩年的平均降雨量接近，因此通過(guò)分析可知，集水區(qū)內(nèi)河道總長(zhǎng)度為701 m，采伐前的365 d里，河道沉砂池的泥沙(推移質(zhì))淤積總量為106 t/km2(容重為1.58 g/cm3，體積67 m3/km2)；采伐后368 d里，沉砂池泥沙淤積量增加至592 t/km2(容重為1.66 g/cm3，體積357 m3/km2)，后者是前者的5.3倍；存在明顯淤泥淤積河道總長(zhǎng)為388 m，占河道總長(zhǎng)度的55.3%，淤積量(沉砂池除外)為285 t/km2(按容重平均值1.25 g/cm3計(jì)算，體積為228 m3/km2)。

表1 林道修建與采伐作業(yè)形成的侵蝕界面基本特征

2.2 采伐前后各種界面徑流泥沙含量

由表2可知，采伐前254 d，在典型暴雨過(guò)程中，坡上、坡中和坡下的徑流泥沙含量差異不顯著(p>0.05)，3個(gè)坡位的坡面徑流泥沙含量平均值為0.18 kg/m3；林道侵蝕溝徑流的泥沙含量則隨著匯流的增多(從上段至下段)而逐漸增高，侵蝕溝上、中、下段的泥沙含量平均值0.56 kg/m3；集水區(qū)河流不同河段的泥沙含量存在一定差異，其中，出水口的最高，比中斷面的大21.6%，上斷面的次之，上、中、下斷面的平均含量為0.41 kg/m3。采伐后58 d，各種界面徑流的泥沙含量顯著升高，其中，坡上、坡中和坡下的泥沙含量平均值比采伐前的增加92.6%；林道侵蝕溝泥沙含量隨高程變化而變化的規(guī)律與采伐前相反，上段最高，而后逐漸降低，3的段位的泥沙含量平均值為3.55 kg/m3，是采伐前的6.3倍；河流的泥沙含量也呈現(xiàn)出隨徑流增多而逐漸增高的趨勢(shì)，3個(gè)斷面的泥沙含量平均值為1.49 kg/m3，是采伐前的3.6倍。采伐后58 d，在各種界面中，滑木道的泥沙含量最高，其上坡、中坡和下坡的平均含量達(dá)7.52 kg/m3，分別為坡面徑流的21.5倍、林道侵蝕溝的2.1倍和河流的5.0倍。

表2 采伐前后集水區(qū)內(nèi)各種界面徑流的泥沙含量 kg/m3

注：*代表與采伐前相同部位徑流泥沙含量差異顯著水平p=0.01，“—”代表未發(fā)現(xiàn)。

2.3 采伐前后河流流量、泥沙含量和輸出量變化

桉樹(shù)采伐前1 a(2013年5月—2014年4月)，降雨總量為1 595.5 mm，比采伐后1 a(2014年5月—2015年4月)的降雨總量(1 308.5 mm)多287.0 mm。采伐前的年產(chǎn)流量為367.9 mm，產(chǎn)流系數(shù)為0.231，產(chǎn)流主要發(fā)生在5—9月(圖1)，占年總量的86.6%。采伐后，年產(chǎn)流量為371.2 mm，產(chǎn)流系數(shù)為0.284，比采伐前的高22.9%。采伐后河流徑流泥沙含量顯著增加，其年均值達(dá)0.57 kg/m3，比采伐前的(0.20 kg/m3)高185%，其中，采伐后河流徑流泥沙含量急劇升高，而后逐漸下降，采伐后第一個(gè)月，泥沙含量是采伐前同月含量的4.2倍，采伐后183 d內(nèi)，泥沙平均含量是采伐前同時(shí)段的3.7倍，183 d后基本恢復(fù)至采伐前的水平。采伐后1 a河流泥沙輸出總量達(dá)407 t/km2(約為315 m3/km2)，是采伐前同期(107 t/km2)的3.9倍，其中，采伐后前183 d占其年輸沙總量的99.5%。

2.4 侵蝕總量與組成

假設(shè)侵蝕的土壤全部被徑流輸出集水區(qū)外或淤積在河床上(遷移至其他部位的只計(jì)林道崩塌，其余忽略)，則可估算采伐后各種侵蝕界面對(duì)侵蝕總量的貢獻(xiàn)。采伐后第一年的侵蝕總量為1 613 t/km2(林道崩塌329 t/km2，河道淤積285 t/km2，河道出水口沉砂池沉積592 t/km2，出水口徑流輸沙407 t/km2)，是采伐前的15倍。其中，林道路基侵蝕溝占28.3%，林道崩塌占20.5%，其他(包括林地坡面、滑木道、細(xì)溝、沖溝等)占51.2%；有61.9%的侵蝕泥沙(河水懸移質(zhì)和出水口沉砂)輸出集水區(qū)。因此，由林道修建直接引起的土壤侵蝕(路基侵蝕溝、林道崩塌、路基邊坡侵蝕)占總量的48%以上?；镜缽搅髂嗌澈渴瞧旅鎻搅鞯?1.5倍，同時(shí)，滑木道集雨面積占林地坡面面積的17.5%，由于僅有1次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，尚不能計(jì)算其貢獻(xiàn)率，但可據(jù)此推斷滑木道亦為重要的土壤侵蝕策源地。

圖1 采伐前后桉樹(shù)人工林集水區(qū)河水的泥沙含量與輸沙量

3討 論

3.1 林道修建對(duì)土壤侵蝕的影響

在有一定坡度的地方修建道路，會(huì)形成路塹邊坡、路基和路堤邊坡3種新的侵蝕界面[18]。修建單位長(zhǎng)度林道所產(chǎn)生的土石方量主要與林地坡度、林道寬度有關(guān)[19]，在坡度為70°的地形下修建4 m寬的林道，土石方的產(chǎn)量高達(dá)11 300 m3/km，本研究中集水區(qū)平均坡度為24°，修建的林道較窄(3.26 m)，因此產(chǎn)生的土石方量相對(duì)較少(4 082 m3/km)，但由于林道密度高，因此，單位面積的土石方開(kāi)挖量達(dá)61 811 m3/km2，這是由于桉樹(shù)人工林輪伐周期短，頻繁的撫育與采伐對(duì)林道密度要求較高。以往研究表明，路塹和路堤邊坡是林道土壤侵蝕主要策源地，其中，路塹邊坡因其徑流系數(shù)更大，其侵蝕強(qiáng)度可達(dá)161 g/m2，是路堤邊坡和路基的11～16倍[20]，因此，林道的修建會(huì)引起嚴(yán)重的水土流失。本研究中，桉樹(shù)采伐后坡面徑流泥沙含量只比采伐前增加92.6%，而集水區(qū)內(nèi)河流出口斷面泥沙含量則比采伐前高2倍，而以往被忽視的林道侵蝕溝占總量的28.3%，因此，林道侵蝕溝對(duì)河流輸沙量的增加起主要貢獻(xiàn)，這是因?yàn)榱值栏淖兞肆值貜搅髟械穆窂?，徑流被林道隔斷后，沿著路面往路基下方流?dòng)，如果路塹邊坡一側(cè)不建排水溝，匯集的徑流巨大的沖刷力會(huì)產(chǎn)生新的侵蝕溝，侵蝕溝的密度隨著水蝕作用逐漸增大，再次促進(jìn)土壤侵蝕的發(fā)生。本研究中，正是由于簡(jiǎn)易林道沒(méi)有設(shè)置排水溝，導(dǎo)致了路基嚴(yán)重的土壤侵蝕。

季節(jié)是影響土壤侵蝕的重要因素，在雨季由于土壤比較濕潤(rùn)，尤其是在坡度大的部位(如路塹邊坡)，更容易產(chǎn)生嚴(yán)重的土壤侵蝕[21-22]。本研究中，雨季(5—10月)的侵蝕量占全年侵蝕總量的99.5%，其中，又以6—8月最大，是因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)段的雨強(qiáng)和雨量均為最大，土壤最易于水飽和，極易發(fā)生土壤蠕動(dòng)、片狀沖刷、下滑等比較嚴(yán)重的侵蝕現(xiàn)象[23]，而在路基邊坡和路面，則容易發(fā)生崩塌、細(xì)溝與沖溝侵蝕現(xiàn)象[21]，本研究中，林道邊坡嚴(yán)重的崩塌(占侵蝕總量的20.4%)均發(fā)生在夏季，正是由上述原因引起的。因此，構(gòu)建良好的林道排水溝和邊坡穩(wěn)固系統(tǒng)，可減少桉樹(shù)人工林采伐后1年48%以上的土壤侵蝕。

3.2 桉樹(shù)采伐對(duì)土壤侵蝕的影響

桉樹(shù)皆伐作業(yè)以及采伐后的林地清理與煉山活動(dòng)，致使原有植被幾乎全被清除，使得水滴到達(dá)土面時(shí)的動(dòng)能增加[24]；伐木、滑木、木材裝載等作業(yè)過(guò)程導(dǎo)致78%左右的林地土壤裸露，并使表層與底層土壤混合；機(jī)械與木材對(duì)土壤的碾壓，導(dǎo)致其容重增加、導(dǎo)水孔隙變小[11]；采伐后的煉山，減少了土壤有機(jī)物含量[25]。上述植被與土壤的變化，均會(huì)引起林地產(chǎn)流量增加[26]，易侵蝕面擴(kuò)大，從而加劇土壤侵蝕[12]。以往研究中，通過(guò)徑流小區(qū)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，桉樹(shù)采伐后第一年，土壤侵蝕模數(shù)一般在0.7～135 t/km2，這一數(shù)值與本研究中的坡面侵蝕基本相當(dāng)，隨著植被的迅速恢復(fù)，其侵蝕模數(shù)會(huì)迅速降低[14，26]。而根據(jù)林地裸露率，采用遙感影像—侵蝕模數(shù)估算，得出的桉樹(shù)采伐后侵蝕模數(shù)高達(dá)8 000～13 000 t/km2[27]，遠(yuǎn)大于本研究所得的年侵蝕總量(1 613 t/km2)，這是因?yàn)榍罢邇H為采伐后初期的瞬時(shí)侵蝕強(qiáng)度。本研究中，滑木道徑流泥沙含量高，這是由于木材沿坡面下滑過(guò)程中，滑木道表土受到了較強(qiáng)的摩擦，土壤顆粒變小而分散，同時(shí)，滑木道地勢(shì)較低，匯流作用較大，形成了細(xì)溝侵蝕的緣故。滑木道隨著水蝕作用的增強(qiáng)而侵蝕量逐漸變大，這導(dǎo)致更多的侵蝕物質(zhì)運(yùn)移到林道以及河道淤積。通過(guò)徑流泥沙的監(jiān)測(cè)，對(duì)于侵蝕量的監(jiān)測(cè)更準(zhǔn)確，也揭示了桉樹(shù)人工林的土壤侵蝕過(guò)程和機(jī)理。

4 結(jié) 論

林道修建以及桉樹(shù)采伐后，人工林土壤侵蝕總量顯著增加。土壤侵蝕主要發(fā)生在5—10月，侵蝕量占全年總量的99.5%。采伐過(guò)程中，林道是最大的策源地，土壤侵蝕總量較大，其主要的侵蝕現(xiàn)象為路基侵蝕溝侵蝕和邊坡崩塌，桉樹(shù)人工林頻繁的撫育與采伐，需要高密度的林道，而簡(jiǎn)易林道又缺乏良好的排水與邊坡穩(wěn)固系統(tǒng)，這是林道土壤侵蝕嚴(yán)重的重要原因。采伐集材作業(yè)形成的滑木道是林地坡面水蝕的主要策源地，林道修建、采伐與集材，導(dǎo)致桉樹(shù)人工林集水區(qū)采伐后河水泥沙含量急劇升高，而后逐漸下降，6個(gè)月后恢復(fù)至采伐前水平。研究結(jié)果可為桉樹(shù)人工林采伐過(guò)程中產(chǎn)生的土壤侵蝕問(wèn)題提供科學(xué)依據(jù)。